关于虚拟现实技术人机交互的研究
交互式虚拟现实技术的研究与应用

交互式虚拟现实技术的研究与应用一、引言虚拟现实技术是近年来快速发展的一项重要技术。
它不仅在游戏、娱乐等方面有着广泛的应用,而且也被应用于教育、医疗、军事等领域。
交互式虚拟现实技术(Interactive Virtual Reality,IVR)则是虚拟现实技术中的一种重要分支,它能够通过人机交互的方式,让用户更加自然地与虚拟环境进行交互,得到更加身临其境的体验,具有广阔的应用前景。
本文将重点介绍交互式虚拟现实技术的研究现状和应用领域,并探讨其未来的发展趋势。
二、交互式虚拟现实技术的研究现状1.系统架构交互式虚拟现实技术的系统架构相对复杂,需要综合多个领域的知识进行设计。
一般而言,IVR系统包含以下几个部分:输入设备、图形处理单元、交互设备、模拟器、应用程序和输出设备。
其中,输入设备用于获取用户输入的信息,如键盘、鼠标、触摸屏、语音识别器等等;图形处理单元则主要用于处理图形渲染,提高虚拟现实的真实感;交互设备用于将用户输入的信息传递给系统,如手柄、生物传感器、运动捕捉设备等等;模拟器则是指虚拟现实系统中描述现实世界的模型和物理属性的部分,如建筑模型、人体模型、天气系统等等;应用程序则是为各个领域提供特定场景下的虚拟现实应用程序;输出设备用于将虚拟环境中的信息展示给用户,如显示器、头戴式显示器、投影仪等等。
2. 交互方式IVR技术主要通过人机交互的方式让用户与虚拟环境进行交互。
常用的交互方式包括以下几种:(1)手柄操作:手柄是一种常见的交互设备,可以通过手柄对虚拟环境进行操作,如转动手柄控制汽车的转向,按下键盘进行射击等等。
(2)生物传感器:生物传感器是一种新型的交互设备,通过监测用户身体的生理参数来控制虚拟环境。
例如,戴有脑电波传感器的用户可以通过思维控制虚拟角色在游戏中的移动和攻击。
(3)运动捕捉设备:运动捕捉设备可以将用户的运动姿态实时转化为虚拟环境中的角色姿态,实现身临其境的体验。
例如,通过戴有运动捕捉设备的手套,用户可以在VR环境中尝试进行描绘自由曲线的绘画。
基于虚拟现实技术的人机交互接口研究与设计

基于虚拟现实技术的人机交互接口研究与设计人机交互是指人类与计算机系统进行交流、沟通和操作的过程。
在过去的几十年中,人机交互领域取得了巨大的发展和进步。
虚拟现实技术的应用为人机交互带来了全新的可能性。
本文将探讨基于虚拟现实技术的人机交互接口的研究与设计,分析其应用领域、挑战和未来发展趋势。
虚拟现实技术是一种通过计算机生成的虚拟环境来模拟真实世界的感觉和体验的技术。
它包括头戴式显示器、触觉反馈设备、运动追踪器等元素,使用户能够身临其境地感受和探索虚拟环境。
基于虚拟现实技术的人机交互接口利用这些元素来实现用户与计算机系统之间的交互。
首先,基于虚拟现实技术的人机交互接口在游戏领域具有广泛的应用。
游戏是人们体验虚拟现实的最常见方式之一。
通过使用虚拟现实头戴式显示器和触觉反馈设备,玩家可以沉浸于游戏的虚拟世界中,并且能够通过手势和动作与游戏进行互动。
这种新的交互方式可以大大增强游戏的沉浸感和参与度,使玩家更加投入其中。
除了游戏,虚拟现实技术还可以被应用于培训和模拟训练等领域,提供更加真实的体验和效果。
其次,基于虚拟现实技术的人机交互接口在医疗领域也有很大的潜力。
通过虚拟现实技术,医生可以实时观察和操作患者的身体,进行精确的手术操作。
同时,患者也可以使用虚拟现实技术来缓解疼痛、恐惧和焦虑等不适感。
虚拟现实还可以被用于康复训练,帮助恢复患者的运动能力和认知功能。
在医疗领域的应用,不仅可以提高治疗效果,还可以降低医疗事故和手术风险。
然而,基于虚拟现实技术的人机交互接口也面临一些挑战。
首先是技术方面的挑战。
虚拟现实技术需要实时渲染和处理大量的图像和数据,对计算机的性能要求较高。
目前,虚拟现实设备的价格较高,对于普通用户来说还不够普及。
其次,对于长时间使用虚拟现实设备可能会引起晕眩、眼睛疲劳和运动不适等问题。
此外,与传统交互方式相比,虚拟现实的交互方式仍然需要进一步的改进和优化。
然而,虚拟现实技术仍然是一个不断发展和进步的领域。
人机交互专业毕业论文选题参考虚拟现实技术在教育中的应用研究

人机交互专业毕业论文选题参考虚拟现实技术在教育中的应用研究人机交互专业毕业论文选题参考虚拟现实技术在教育中的应用研究一、引言虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是一种模拟现实世界的数字化环境,通过多种传感器和设备实现用户与虚拟环境的交互。
近年来,虚拟现实技术在各个领域得到了广泛的应用,教育领域也不例外。
本文旨在研究虚拟现实技术在教育中的应用效果及其潜力,并探讨其未来发展方向。
二、虚拟现实技术在教育中的应用研究1. 提升学习效果虚拟现实技术为学习者提供了身临其境的学习体验,可以创造出各种场景和情境,帮助学生更好地理解和掌握知识。
例如,在科学课程中,学生可以通过虚拟实验室进行实验操作,提高实验技能和科学素养。
在历史课程中,学生可以通过虚拟重现历史事件,深入了解历史文化。
2. 增强教学方法虚拟现实技术为教师提供了多种创新的教学方法和工具。
教师可以利用虚拟现实技术设计情境化教学,使学生更加主动参与和体验。
同时,虚拟现实技术还可以提供实时反馈和个性化教学,根据学生的学习情况和需求进行调整和指导。
3. 拓宽学习资源虚拟现实技术可以将各种资源整合到一个虚拟环境中,使学生可以随时随地访问和学习。
学生不再受限于传统教室和实验室的资源,可以通过虚拟现实技术接触到更多的学习资源。
例如,学生可以通过虚拟博物馆参观各种展览,了解艺术和历史知识。
三、虚拟现实技术在教育中的挑战与解决方案1. 技术成本和设备限制虚拟现实技术的设备和软件需要较高的投资成本,对教育机构和学生来说可能无法承受。
解决方案可以是提供设备租借服务或者采用云端虚拟现实技术,降低使用门槛。
2. 教师培训和教学资源教师需要适应虚拟现实技术的教学方式和工具,这需要培训和支持。
同时,教学资源的开发和共享也是一个挑战。
解决方案可以是建立师资培训机制和在线教学资源平台。
3. 学习效果和评估虚拟现实技术在教育中的应用需要进行有效的学习效果评估。
如何量化虚拟现实技术对学生学习的影响是一个挑战。
人机交互中的虚拟现实与增强现实技术研究

人机交互中的虚拟现实与增强现实技术研究一、引言随着科技的进步和人们对于用户体验的需求不断增长,人机交互领域逐渐引入了虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术。
本文将就人机交互中的虚拟现实与增强现实技术进行研究和分析。
二、虚拟现实技术在人机交互中的应用虚拟现实技术是通过计算机生成的模拟场景,让用户能够沉浸其中,与虚拟环境进行交互。
虚拟现实技术在人机交互中有着广泛的应用。
首先,在游戏领域,虚拟现实技术为玩家提供了更加真实、沉浸式的游戏体验。
玩家可以通过头戴式显示设备进入虚拟游戏世界,身临其境地感受游戏中的动作和情节,与游戏角色进行互动。
其次,在医疗领域,虚拟现实技术被应用于手术模拟和康复训练等方面。
通过虚拟现实技术,医生可以进行手术的模拟操作,提高手术的准确性和安全性。
同时,虚拟现实技术还可以用于康复训练,帮助患者更好地恢复功能。
此外,在教育领域,虚拟现实技术可以为学生提供更加直观、具体的学习体验。
学生可以通过虚拟现实技术参观名胜古迹、探索不同国家的文化,加深对知识的理解和记忆。
三、增强现实技术在人机交互中的应用增强现实技术是将虚拟信息与真实世界进行融合,让用户能够在真实环境中感知并与虚拟信息进行交互。
增强现实技术在人机交互中也有着广泛的应用。
首先,在工业领域,增强现实技术可以为操作人员提供实时的指导和提示。
通过头戴式显示设备,操作人员可以看到机器设备的状态信息和操作流程,提高工作效率和安全性。
其次,在零售业和旅游业等服务行业,增强现实技术可以为用户提供更加个性化的购物和旅游体验。
用户可以通过增强现实技术试戴商品或者参观旅游景点,更好地了解商品或者目的地的特点,做出更加明智的决策。
此外,在教育领域,增强现实技术可以为学生提供更加互动、趣味的学习体验。
学生可以通过增强现实技术进行实验操作或者参与角色扮演活动,提高学习的吸引力和效果。
虚拟现实技术下的人机交互设计与用户体验评估

虚拟现实技术下的人机交互设计与用户体验评估随着科技的不断进步,虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)正在逐渐走进我们的生活。
作为一种创造了一种仿真现实体验的技术,虚拟现实技术已经在游戏、教育、娱乐等领域发挥了重要的作用。
在虚拟现实技术的背后,人机交互设计和用户体验评估起着关键的作用,确保用户在虚拟现实环境中能够获得理想的体验。
首先,人机交互设计是虚拟现实技术的基础。
人机交互设计旨在让用户通过与计算机或虚拟现实设备进行自然而有效的交互来完成任务。
在虚拟现实技术中,人机交互设计需要考虑用户在虚拟现实环境中的感知、行为和操作,以及设备的输入输出方式。
为了设计出符合用户期望的虚拟现实体验,人机交互设计需要关注以下几个方面:首先,虚拟现实技术需要提供真实的感官体验。
通过引入全息投影、声音模拟、力反馈等技术,虚拟现实技术可以模拟真实环境中的触觉、视觉、听觉等感官体验,让用户能够沉浸其中。
人机交互设计需要考虑如何创造逼真的虚拟体验,使用户能够在虚拟现实环境中忘却周围的现实世界,获得更加逼真的感知体验。
其次,人机交互设计需要考虑用户的行为和操作。
虚拟现实技术中的交互方式有多种多样,例如手势识别、头部跟踪、身体传感器等。
人机交互设计需要根据用户的行为特征设计相应的交互方式,并确保用户能够轻松地进行操作。
例如,对于游戏应用,人机交互设计可以利用手势识别技术,让用户通过手势来控制角色的动作,提供更加自然的游戏体验。
另外,人机交互设计需要考虑用户体验的连贯性和一致性。
在虚拟现实环境中,用户可能会面临多个任务和场景的切换。
为了让用户能够流畅地切换和适应不同的环境,人机交互设计需要保持一致的界面和操作逻辑。
例如,在不同的虚拟现实应用中,菜单的布局和交互方式应该保持一致,以提高用户的使用效率和体验。
除了人机交互设计,用户体验评估也是虚拟现实技术中至关重要的一环。
用户体验评估旨在评估用户在虚拟现实环境中的感受、满意度和行为,并提供反馈和改进建议。
虚拟现实中的人机交互技术优化与应用案例分析

虚拟现实中的人机交互技术优化与应用案例分析虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)作为一种新兴的科技应用,已经在各个领域展现出巨大的潜力。
在虚拟现实中,人机交互技术起着至关重要的作用,它能够让用户身临其境地感受虚拟环境,与虚拟对象进行交互,从而提升用户体验与应用效果。
本文将对虚拟现实中的人机交互技术进行优化与应用案例分析。
一、虚拟现实中人机交互技术的优化方向在虚拟现实中,人机交互技术的目标是缩小人与虚拟环境之间的隔阂,提供更加自然、直观的交互方式,增强用户对虚拟环境的沉浸感。
为实现这一目标,人机交互技术的优化方向可分为以下几个方面:1. 视觉交互技术的优化虚拟现实通过显示设备将虚拟环境投射到用户眼前,因此优化视觉交互技术对于提升虚拟体验是至关重要的。
例如,提高图像分辨率、增加视野范围、减少延迟等,可以让用户感受到更真实、清晰的虚拟环境。
2. 手势交互技术的优化手势交互是虚拟现实中常见的交互方式,因此优化手势交互技术对于提升用户体验也具有重要作用。
通过精确捕捉用户手势并快速响应,可以让用户更加自由、直观地与虚拟环境进行互动。
同时,提供多样化的手势操作选择,可以满足不同用户的需求,增强了交互灵活性。
3. 声音交互技术的优化声音交互技术在虚拟现实中扮演着重要角色,能够增强用户对虚拟环境的沉浸感。
虚拟现实系统应该具备高质量的音效,并能准确识别用户的语音指令,实现语音交互的无缝体验。
此外,结合头部定位技术实现3D音效,可以使用户更好地感知虚拟环境中的声音来源和空间位置。
4. 触觉交互技术的优化虚拟现实中的触觉交互技术是提升交互体验的关键,它可以通过模拟物体的质感、重量等属性,使用户感受到触摸的真实感。
优化触觉交互技术需要开发与虚拟环境匹配的触觉反馈装备,并与其他交互方式(如手势、声音等)协同工作,实现更加综合、自然的交互体验。
二、虚拟现实中人机交互技术的应用案例分析1. 虚拟现实在游戏领域的应用虚拟现实技术在游戏领域得到广泛应用。
计算机科学中的人机交互技术与虚拟现实技术

计算机科学中的人机交互技术与虚拟现实技术随着计算机科学的快速发展,人机交互技术和虚拟现实技术已经成为了计算机领域里不可或缺的一部分。
这两者都引领了数字化世界的不断发展和进步,让人们在使用计算机时更加自然和高效。
在本文中,我们将讨论一下计算机科学中人机交互技术和虚拟现实技术的优缺点,以及它们未来的前景和发展趋势。
一、人机交互技术人机交互技术是一种基于计算机的技术,可以将人类和计算机之间的交互转换为人类可以理解并使用的形式,让人们更加自然和高效地使用计算机。
这种技术主要包括使用鼠标、键盘、触摸屏等输入设备来与计算机交互、使用显示器、投影仪等输出设备来展示计算机输出的信息、以及使用语音识别技术和人工智能技术等实现人机交互的自然化等。
人机交互技术的好处是显而易见的,它使得人们在使用计算机时更加便捷和实用,也更加快速和高效。
它简化了计算机的使用方式,并且可以让人们的体验更加美好和流畅。
相比而言,人机交互技术的缺点就是它的效率较低,需要进行大量的重复输入和操作,并且不能像人类一样自由地思考和决策。
未来,人机交互技术有很大的发展前景。
随着人工智能和物联网技术的迅速发展,人机交互技术也将越来越自然和智能化。
这意味着计算机可以更好地了解人类的需求和意图,并更加准确地完成任务,从而提高效率和用户体验。
二、虚拟现实技术虚拟现实技术是一种基于计算机的技术,可以让人们进入一个虚拟的三维环境中,与计算机生成的现实世界进行互动。
这种技术主要包括使用头戴式显示器、手柄等硬件设备来感知虚拟世界、使用虚拟现实软件来生成虚拟环境,并使用传感器来检测用户的动作和互动,并将其反馈到虚拟世界中去。
虚拟现实技术的好处是它可以帮助人们更加深入地了解计算机生成的世界,并与之进行更为直观的交互,同时它还可以提供更加丰富和沉浸的用户体验。
不过,虚拟现实技术的缺点是它需要设备性能比较高,而且在使用时需要一定的物理空间和环境,不太适合长时间使用。
虚拟现实技术在未来的发展中具有非常广阔的前景。
虚拟现实技术与人机交互的发展趋势(十)

虚拟现实技术与人机交互的发展趋势虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是一种利用计算机技术模拟出的可以让用户身临其境的全息影像。
随着科技的不断发展,虚拟现实技术已经渗透到了各个领域,包括娱乐、医疗、教育等,而人机交互也是虚拟现实技术发展的重要组成部分。
本文将从虚拟现实技术与人机交互的发展趋势进行探讨。
虚拟现实技术的发展在过去的几年中,虚拟现实技术得到了飞速发展。
从最初的笨重设备到如今的轻便头戴设备,虚拟现实技术的发展速度之快让人目不暇接。
目前,市面上已经有了一些主流的虚拟现实设备,例如Oculus Rift、HTC Vive等,这些设备不仅提供了更加真实的虚拟体验,还为虚拟现实技术的应用提供了更多的可能性。
虚拟现实技术在娱乐领域的应用在娱乐领域,虚拟现实技术已经得到了广泛的应用。
例如,虚拟现实游戏已经成为了游戏行业的一个新的增长点。
通过虚拟现实技术,玩家可以身临其境地感受到游戏中的场景和情节,这为游戏体验增添了更多的乐趣。
除了游戏,虚拟现实技术还被应用在电影、音乐会等娱乐活动中,为用户提供了更加丰富的娱乐选择。
虚拟现实技术在医疗领域的应用虚拟现实技术在医疗领域也有着广泛的应用前景。
例如,在医学教育领域,虚拟现实技术可以帮助医学生更好地了解人体结构和病理变化,提高其对医学知识的掌握程度。
在临床医疗领域,虚拟现实技术可以帮助医生进行手术模拟和精准治疗,提高手术成功率和患者治疗效果。
虚拟现实技术在教育领域的应用在教育领域,虚拟现实技术也有着巨大的潜力。
通过虚拟现实技术,学生可以身临其境地体验历史事件、地理环境等,提高学习的趣味性和效果。
虚拟现实技术还可以帮助学生进行实验模拟和虚拟实习,提高其实践能力和技能水平。
虚拟现实技术与人机交互的发展趋势随着虚拟现实技术的不断发展,人机交互也将迎来新的发展趋势。
未来,虚拟现实技术将更加强调用户体验,注重用户的感官刺激和情感交流。
人机交互界面将更加智能化,用户可以通过手势、眼神甚至思维来与虚拟世界进行交互,从而实现更加自然和流畅的体验。
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结果。此 时计算机设备与用户的信 息交换被称之为人机 交 种感知维度 ,从而达 到了促进人类 感知系统存在意识的交
互 。从广 义角度分析 ,人机交互是计算机技术发展过程 中 互机制 。在此过程中,近似于真实环境 的模拟信号和感 知
逐步倾向于人类感知系统 的功能性与易用性升级 。在现代 环 境让用户很难区分或甄别虚拟世界的真 实性 。因此,用
传 统意义 的交互性特指人机交互的信 息交换频次 ,当
操作 习惯 、应用规律完全不 同的时候 ,如何提 高终端界面 交互速度和交换频次较高时,证明交互性较强。而 VR虚拟
输 出信 息的理解效果 。在 以往 时期通过单纯的视频输 出端 现实技术将交互 性的特征发挥到了极致 ,用户对仿真模拟
口很难达 到真正 的人机 交互体 验真实度,而在 VR虚拟现 的三维环 境更加青睐,尤其虚拟环境 内的物体具备 了数据
实时响应反馈机制 。进而达到从五官感知创建体验效果 的
2.2存在感
深层沉浸效果,达到 由传感 设备建立的三维交互体验输 出。
以往 时期终端视频输 出界面所提供 的感知效果仅 能通
1.2人机交互机制内涵
过视觉体验加强输 出信息的真 实度 ,但是无法还原现场信
HC1人 机 交 互 的 英 文 全 称 为 :Human—Computer 息或虚拟信息的多维感知体验 。因此 ,其人机交互过程 中
最佳体验效 果的前沿技术 。VR虚拟现实技术在实际运行过 为基本的特征 ,也正是这四项特征强化了使用者的沉浸感 ,
程 中可 以模拟三维空 间的诸多元素,诸如 自然技能、感知 分别为 多感知性、存在感、交互性、以及 自主性 的四重特征 。
系统 、环境信息、传感 效果等 。而模 拟环境 由计算机设备
Interaction。从狭义角度分析,人机交互机制是计算机 的存在感 并不强烈 ,无法真正激发使用者对于虚拟空间的
与人 的任务达成机制。操作者在终端设备输入任务类型, 想象 。但是 VR虚拟现实技术通过三维场 景的创 建,将 用
并设定执行程序 ,便可 以在输 出设备中呈现 出预期的计算 户视角带入 了虚拟空间之 内,并借助传感器系统加强 了多
术能够通过力觉、触觉 、听觉、运动等感知维度构建近似 契合 了人类感知系统的全面需求 。但 是在三维技术和传感
于真实环境的体育效果 ,甚至能够在 味觉或 嗅觉的体验中 器技术相互融合之后 ,VR虚拟现实技术 能够达到 的体验感
加强这样的体验强度 。此外,在 自然技能方面的技术革新, 知拓展了更多的感官需求。其中包括 了触觉 、听觉、味觉、
在其虚拟空间中的沉浸体验优化 了人机交互模式,并加强了信息传递的多重视角。为了进一步研究 VR虚拟现实技术在
入机 交互模式中的形成机制,本研究从视觉、听觉、触觉等感官信息交互角度分析了具体的入机交互舰律 ,以便为相关
研究提供理论参考。
【关犍词 】VR虚拟现实技术;沉浸体验 ;HC1人机 交互;开发前景
科技逐步演化的过程中,人机交互更加倾向于由计算机主 户在人机交互机 制中的 自我存在感 也产生 了质的飞跃 ,真
动解 决、生成 、演化、计算出人类 需求 的预期数据信 息。 正融入 了虚拟环境 的深度体验 。
因此,在 HC1人机交互的研 究领域 中,主要研究当使用者
2.3交互性
存在感知差异时,如何提升其使用效果 。诸如当文化背景 、
信 息记录材 料 2 01 8年 8月 第 1 9卷第 8期
关于虚 拟现实技术人机交互 的研 究
郭 莹 洁 (山 西金 融 职 业 学 院 信 息技 术 系 山 西 太 原 0 3 0 O O 8)
【摘要】VR虚拟现实技术创建了三维立体空间的仿真模拟效果,这样的深度体验环境更加激发了用户的沉浸体验。
【中图分类号】TP311.52
【文献标识码】A
【文章编号】1009—5624(2018)08—0247—02
1研 究背量
超越 以往感知效果 的信息交互条件与环境要素 。
1.1虚拟现实技术简介
2 VR虚拟现实技术特征
VR虚拟现实技术 的英文全称为 :Virtual Reality。
VR虚拟现 实技术能够 引导使用者在三维立体 的虚拟空
实技术快速发展之后,来 自不 同感官体验 的信 息结构,增 信息转化机制 ,可 以进行多次可操作,那么虚拟物体 的移动 、
强 的人类感 知的人机 交互程度 。因此 ,VR虚 拟现实 技术 转换、运动等诸多反馈信息必然增强 了最终的体验程度 ,
在很大程度上完善了计算机系统的人机 交互时效性 ,并将 从而达到接近于真实情景 的自然效果 。因此 ,在 VR虚拟现
2.1多感知性
生成实时动态 的三维数据信 息,通过输出设备与感应设备
人机 交互本身是信 息传递 的双 向过程,此时人类能够
连接 ,将极为逼真的视 觉效果传达至用户 ,进而产生 了极 感知到的数据信息是计算机系统所提供的数 据类 型转化 。
强的视 觉感知效果。除视觉感知效果之外 ,VR虚拟现实技 以往时期从 0,1进制到终端界面的视频动态信息输 出几乎
其研 究方 向 Wi e计算机 图形学在人机接 口中多媒体技术与 间中感受模拟环境的真实度 。此时,使用者产生了极为其
网络多媒体 技术的结合 。也可 以将 VR虚拟现实技术视为 强烈 的沉浸感,而这样 的沉浸感便是人机互动机制的最终
多种技术 的交叉集合 ,是 目前在人类感知系统中能够提供 诉求 。从人机交互 的视角分析 ,VR虚拟技术具备 了四项最
实时分析数据和三维立体感知带入人机 交互环境 ,创设 了 实技术中所提供的反馈信息更加契合了人机交互模式的数据
将 用户的头部转动、视角转化、手 势变迁、乃至人体细微 嗅觉 、以及运动感知。在虚拟仿真的三维立体空间之 内,
动 作引入 了统一的三维立体虚拟空间之 内,因此 能够从 多 操作者借助 VR设备能够体验到虚拟空间的一切行为驱动体
种 角度处 理用户感知数据,建立从输入信息到输 出信 息的 验 ,从而体现 出了 vR虚拟现实技术 的多重感知性 。